[发明专利]用于导出场景的拓扑信息的装置和机器可读存储介质

权利要求书

1.一种用于导出场景的拓扑信息的装置，包括：

投影器，其要通过将条纹图案的移位版本投影到场景上来照射所述场景；

相机，其要捕获被照射场景的图像，每个所捕获图像包括排列在第一空间方向上的行以及第二空间方向上的列中的像素的不同阵列，其中每个所捕获图像包括所述条纹图案的两个接续版本的不同组合，其中所述相机要使用曝光时间来捕获被照射场景的图像，其中，在所述曝光时间的第一分数期间，捕获来自所述条纹图案的第一版本的光，并且在所述曝光时间的第二分数期间，捕获来自相对于第一版本移位了的所述条纹图案的第二版本的光；以及

处理器，其要导出所述场景的拓扑信息，其中，为了导出所述场景的拓扑信息，所述处理器要：

分析所捕获图像以获得与所述像素中的一个相关联的相位信息；

确定与所述图像中的所述条纹图案的两个接续版本的组合相关联的相位偏移；并且

使用所确定的相位偏移来校正所述相位信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述投影器要：

通过将所述条纹图案的N个移位版本相继投影到所述场景来照射所述场景，其中所述条纹图案的连续的移位版本之间的相位移位为2π/N，其中N≥3；并且

对于特定的当前捕获图像，分析包括所述当前捕获图像的最近N个图像以获得与所述像素相关联的相位信息。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器要使用所述曝光时间的第一分数、所述曝光时间的第二分数以及所述条纹图案的第一和第二版本之间的相位移位来确定所述相位偏移。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述条纹图案是周期性的并且包括多个重复的子图案，其中，所述处理器要使用所述场景的深度信息来降低与所述像素相关联的相位信息的模糊性，所述深度信息是使用单独的深度传感器获得的。

5.一种用于导出场景的拓扑信息的装置，包括：

投影器，其要通过将条纹图案的移位版本投影到场景上来照射所述场景；

相机，其要捕获被照射场景的图像，每个所捕获图像包括排列在第一空间方向上的行以及第二空间方向上的列中的像素的不同阵列，其中所述相机要使用曝光时间来捕获被照射场景的图像，其中，在所述曝光时间的第一分数期间，捕获来自所述条纹图案的第一版本的光，并且在所述曝光时间的第二分数期间，捕获来自相对于第一版本移位了的所述条纹图案的第二版本的光；

处理器，其要导出所述场景的拓扑信息，其中，为了导出所述场景的拓扑信息，所述处理器要：

分析所捕获图像以获得与所述像素中的一个相关联的相位信息；以及

使用与所述像素相关联的相位信息在第一空间方向上的偏导数以及与所述像素相关联的相位信息在第二空间方向上的偏导数来估计针对所述像素的表面法线。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述处理器要通过如下方式来计算与所述像素相关联的相位信息在空间方向上的偏导数：计算与所述像素相关联的相位信息和在所述空间方向上与跟所述像素相邻的另一像素相关联的相位信息之间的差，或者计算与所述像素相关联的相位信息和在所述空间方向上与跟所述像素相邻的另两个像素相关联的相位信息之间的差的平均。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述处理器要：

使用第一向量和第二向量确定与所述像素相关联的场景的表面块的切向向量，第一向量垂直于照射方向和所投影的条纹方向，第二向量垂直于观察方向和观测到的条纹方向，并且

使用所述切向向量以及第一梯度向量和第二梯度向量的长度的比较来确定所述表面法线，第一梯度向量由在第一和第二空间方向上的所述偏导数来定义，第二梯度向量由所投影的条纹图案的相位在所述条纹图案的第一和第二空间方向上的偏导数来定义。

8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述处理器要估计针对多个所述像素的表面法线，并且使用所估计的表面法线来计算具有人工照射的所述场景的三维(3D)预览。